中新網(wǎng)北京1月3日電 (記者 孫自法)中國科學家基于嫦娥五號月球樣品研究再獲一項重要發(fā)現(xiàn)——20億年前月球仍存在弱磁場。
這項研究由中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所朱日祥研究員、蔡書慧副研究員及研究團隊聯(lián)合中國科學院國家天文臺、中國地質(zhì)大學(武漢)等單位合作伙伴共同完成，相關(guān)成果論文獲國際知名學術(shù)期刊《科學》(Science)旗下《科學進展》(Science Advances)最新一期以封面文章發(fā)表。
《科學進展》發(fā)表本項研究成果的封面。《科學進展》 供圖論文第一作者兼通訊作者蔡書慧介紹說，被形象稱為月球“發(fā)電機”產(chǎn)生的月球磁場可以反映其內(nèi)部結(jié)構(gòu)及熱狀態(tài)，也能影響月表環(huán)境。因此，認識月球磁場的變化過程可以為理解月球演化歷史提供重要約束，但目前對于月球磁場持續(xù)時間及其中晚期演化過程仍存在較大爭議。
中國嫦娥五號任務從風暴洋區(qū)域采回人類首批月球中緯度玄武巖樣品，玄武巖受到撞擊改造程度一般較小，能夠代表火山噴發(fā)時的月球古磁場強度。嫦娥五號玄武巖噴發(fā)年齡為20億年，代表迄今最年輕的月球玄武巖返回樣品，從而為獲取月球中晚期古磁場數(shù)據(jù)提供了獨特的機遇。
本次嫦娥五號玄武巖樣品研究成果藝術(shù)示意圖。中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所 供圖在本項研究中，研究團隊對獲批的嫦娥五號9顆毫米級玄武巖巖屑樣品進行詳細磁學分析。針對月球返回樣品稀有量少、磁信號弱等特點，團隊建立一套適合地外微小、弱磁樣品的高精度、低損耗磁學方法研究體系，為嫦娥五號及后續(xù)深空探測返回樣品磁學研究提供技術(shù)支持和保障。他們采用多種古強度測試方法，獲得月球20億年前可靠的“發(fā)電機”磁場信息，相關(guān)結(jié)果為認識月球磁場“發(fā)電機”中晚期演化歷史提供了關(guān)鍵約束。
蔡書慧指出，此次研究結(jié)果顯示，月球在距今20億年前仍存在一個較弱的“發(fā)電機”過程，所產(chǎn)生的磁場強度為2—4微特，這表明20億年前月球深部仍保持一定的熱對流或熱傳導，其驅(qū)動能量可能來源于內(nèi)核結(jié)晶、進動、鈦鐵礦堆晶下沉等過程，仍然具有活力的月球深部可能為月球年輕火山活動貢獻了一定的熱量。
月球表面磁異常分布圖。五角星代表嫦娥五號月球探測任務著陸點。中國科學院地質(zhì)與地球物理研究所 供圖《科學進展》封面介紹稱，本項研究揭示20億年前月球存在一個微弱的“發(fā)電機”磁場，研究團隊還提出年輕月球火山活動起源的另一種可能機制，這些研究成果將為月球太空風化過程和揮發(fā)性物質(zhì)儲存等相關(guān)研究提供參考約束。
此外，《科學進展》期刊同期還發(fā)表了國際行星領(lǐng)域著名學者、美國麻省理工學院本杰明·威斯(Benjamin P. Weiss)教授的解讀文章，文章認為嫦娥五號玄武巖是目前返回的最年輕的玄武巖樣品，研究團隊測得嫦娥五號玄武巖記錄的月球磁場古強度，提出月球“發(fā)電機”可能至少持續(xù)到月球演化的中期，并創(chuàng)新利用嫦娥五號獨特的地理位置嘗試討論月球磁場形態(tài)分布，為認識月球磁場幾何形態(tài)提供了寶貴信息。(完)